【正文】 汽 車 點(diǎn) 焊 工 藝（論文）第一章緒論第二章電阻點(diǎn)焊焊概述第三章點(diǎn)焊工藝參數(shù)選擇 調(diào)整方法::第四章點(diǎn)焊質(zhì)量保證與缺陷分析第五章懸掛點(diǎn)悍工藝在小批量汽車生產(chǎn)企業(yè)中的應(yīng)用第六章車身制件點(diǎn)焊工藝的改進(jìn)第七章汽車車門周邊點(diǎn)焊新工藝第八章點(diǎn)焊焊槍驅(qū)動控制結(jié)束語參考文獻(xiàn)摘要【電阻點(diǎn)焊是一種被廣泛應(yīng)用的生產(chǎn)工藝，尤其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)及其它一些高科技產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域，如汽車制造、飛機(jī)制造及航空航天領(lǐng)域等。點(diǎn)焊是現(xiàn)在汽車車身及其它部件的主要連接工藝方法，在汽車制造工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用。汽車車身點(diǎn)焊的連接質(zhì)量決定了汽車的整體結(jié)構(gòu)剛度和完整性，所以檢測和保證點(diǎn)焊的連接質(zhì)量具有重要的實(shí)際意義。本文基于超聲檢測的基本原理，進(jìn)行了汽車車身焊點(diǎn)連接質(zhì)量的檢測和評價(jià)研究。】【在微型車車身裝配焊接中，電阻焊占有相當(dāng)重要的地位。但是在焊接過程中所出現(xiàn)的缺陷給汽車裝配帶來一定的影響，這些問題如到了總裝流水線上裝配才發(fā)現(xiàn)，需要進(jìn)行補(bǔ)焊、補(bǔ)漏、校正，變形，影響流水線的作業(yè)進(jìn)度，因此消除焊接缺陷，對汽車裝配具有重要意義?！俊就ㄟ^深入分析點(diǎn)焊工藝過程,結(jié)合基于事例推理的特點(diǎn),將點(diǎn)焊工藝事例屬性劃分為兩類:事例特征Ⅰ和事例特征Ⅱ。設(shè)計(jì)了相似點(diǎn)焊工藝事例的檢索策略:在事例特征Ⅰ的約束下,以事例特征中Ⅱ所包含的材質(zhì)的熱物理性質(zhì)和板厚作為檢索相似事例的依據(jù)。應(yīng)用模糊推理的方法對檢索到相應(yīng)的相似事例庫中所含有的工藝知識、規(guī)則進(jìn)行提取、總結(jié),進(jìn)而指導(dǎo)對新的點(diǎn)焊工藝事例的求解,從而較好的解決了點(diǎn)焊工藝設(shè)計(jì)中基于事例推理時(shí),難以建立合適的模型對檢索到的相似事例進(jìn)行修正的難點(diǎn),使點(diǎn)焊工藝參數(shù)的智能求解過程更加符合領(lǐng)域?qū)＜业乃季S,過程更加靈活,具有開放性?！俊粳F(xiàn)代轎車的白車身都是通過沖壓件焊接連接而成，焊接質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到車身的可靠性，因此研究車身焊點(diǎn)的質(zhì)量非常重要。鋅鋼板雖具有較好的抗腐蝕性能，但點(diǎn)焊過程中，與無鍍層鋼板相比，存在以下問題：先于鋼板熔化的鋅層形成鋅環(huán)而分流，致使焊接電流密度減??；鋅層表面燒損、粘連、污染電極而使電極壽命降低；鋅層電阻率低，接觸電阻??；容易產(chǎn)生焊接飛濺、裂紋、氣孔或組織軟化等缺陷。對于生產(chǎn)企業(yè)來說，合理選擇工藝參數(shù)則是控制焊點(diǎn)質(zhì)量的最主要途徑。本文通過一種既能減少試驗(yàn)次數(shù)，又能獲得可靠結(jié)果的多因素的優(yōu)選方法——正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對點(diǎn)焊工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，代替了傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法，在確保試驗(yàn)結(jié)果可靠的基礎(chǔ)上，提高了試驗(yàn)效率。】【隨著汽車工業(yè)飛速發(fā)展，電阻點(diǎn)焊己經(jīng)成為轎車白車身裝配的主要連接方法，因而點(diǎn)焊質(zhì)量與焊接效率對轎車的質(zhì)量與成本有著重要影響。廣闊的市場需求及嚴(yán)格的焊接質(zhì)量要求對點(diǎn)焊質(zhì)量控制提出了更高的要求，點(diǎn)焊的質(zhì)量問題越來越多地受到關(guān)注。由于點(diǎn)焊過程的復(fù)雜性，點(diǎn)焊質(zhì)量的在線評估與質(zhì)量控制一直是點(diǎn)焊技術(shù)領(lǐng)域中的難題。針對這一問題，本文對汽車點(diǎn)焊過程的質(zhì)量控制和評估方法進(jìn)行了研究，重點(diǎn)研究了一種點(diǎn)焊質(zhì)量的多變量綜合監(jiān)控技術(shù)，以保證焊點(diǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性，提高點(diǎn)焊合格率，從而達(dá)到降低生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率的日的?！?第一章緒論電阻點(diǎn)焊是一種被廣泛應(yīng)用的制作金屬板件連接裝置的生產(chǎn)工藝，相對其它焊接方法，點(diǎn)焊的主要優(yōu)點(diǎn)是高效、質(zhì)量可靠、成本低、易操作、易實(shí)現(xiàn)焊接自動化，適用于大批量生產(chǎn)。由于上述諸多優(yōu)點(diǎn)，尤其被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代制造業(yè)及其它一些高科技產(chǎn)業(yè)與領(lǐng)域，如航空航天、汽車制造、能源、電子及輕工等領(lǐng)域，每年約占世界總焊接量的三分之一。例如，一架（美國）飛機(jī)上有一百多萬個(gè)點(diǎn)焊焊點(diǎn)。點(diǎn)焊已經(jīng)成為汽車制造工業(yè)中的主要連接工藝方法，在汽車制造工業(yè)中發(fā)揮著不可替代的重要作用[45]。首先應(yīng)用于車身焊裝，如圖11所示。汽車車身焊裝包括車身底板、側(cè)圍、車架、車頂、車門、車身總成等部分，在它的焊接過程中大量采用電阻點(diǎn)焊工藝。例如，富康轎車白車身，屬于無獨(dú)立車架的承載式全焊接結(jié)構(gòu)，是由20多個(gè)大總成、數(shù)百種薄板沖壓件經(jīng)焊接而成的復(fù)雜結(jié)構(gòu)件；其焊接方法有電阻點(diǎn)焊、混合氣體保護(hù)焊（MAG焊）、螺柱焊等，而主要采用電阻點(diǎn)焊模式，白車身上電阻焊焊點(diǎn)有3600多個(gè)[6]；上海大眾“帕薩特”白車身上的焊點(diǎn)數(shù)達(dá)到5892點(diǎn)，三箱POLO車的整個(gè)車身共有3725個(gè)焊點(diǎn)，幾乎遍及每一個(gè)總成[7]，因此保證點(diǎn)焊焊接質(zhì)量成為汽車車身裝配質(zhì)量、控制車體誤差的關(guān)鍵。其次，點(diǎn)焊還應(yīng)用于汽車零部件的生產(chǎn)，包括橫梁總成車擋托架的裝配點(diǎn)焊、燃油箱上固定件的點(diǎn)焊、濾清器點(diǎn)焊、液力變矩器平衡片點(diǎn)焊、汽車制動蹄點(diǎn)焊等。雖然新的焊接方法的發(fā)展在汽車工業(yè)中逐步形成了規(guī)模，部分的取代了傳統(tǒng)的電阻焊方法，用于汽車車身和零部件的裝配焊接，但是電阻點(diǎn)焊在汽車制造中的主導(dǎo)地位在今后的一段時(shí)期內(nèi)不會改變[8]，電阻點(diǎn)焊在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用前景仍舊是非常廣闊的。中國的汽車工業(yè)已進(jìn)入歷史上少有的高速發(fā)展期，2004年汽車產(chǎn)量預(yù)計(jì)在500萬輛以上，其中轎車將超過220萬輛[8]。點(diǎn)焊的完整性決定了汽車的整體結(jié)構(gòu)剛度和完整性，故點(diǎn)焊的焊接質(zhì)量直接關(guān)系到車身及汽車的質(zhì)量；隨著社會的發(fā)展，生活水平的提高，汽車向中高檔方向發(fā)展，對焊裝設(shè)備和焊接質(zhì)量的要求都越來越高，而保證點(diǎn)焊的質(zhì)量是提高汽車安全性能的方法之一；尤其是中國加入世界貿(mào)易組織的過渡期將要結(jié)束，汽車行業(yè)的競爭會更加激烈，我國的汽車工業(yè)面臨巨大的挑戰(zhàn)，提高產(chǎn)品質(zhì)量是增強(qiáng)競爭力的有效途徑，這同樣需要保證汽車中幾千個(gè)點(diǎn)焊焊點(diǎn)的連接質(zhì)量。隨著新材料和新技術(shù)的不斷出現(xiàn)以及應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展，對點(diǎn)焊質(zhì)量的要求也越來越高。根據(jù)實(shí)際工作的需要，克服點(diǎn)焊的缺陷和不足成為當(dāng)前點(diǎn)焊技術(shù)發(fā)展中的一個(gè)重要任務(wù)。這些缺陷和不足的存在與否或多少直接關(guān)系到點(diǎn)焊的質(zhì)量，而點(diǎn)焊質(zhì)量直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量。因?yàn)槔命c(diǎn)焊技術(shù)的生產(chǎn)的產(chǎn)品大多數(shù)是科技含量高、價(jià)格昂貴或作用至關(guān)重要的產(chǎn)品或零部件，所以必須要保證點(diǎn)焊的質(zhì)量1．2轎車車身鋁合金點(diǎn)焊現(xiàn)狀汽車車身即白車身，是整個(gè)汽車零部件的載體，其制造質(zhì)量的優(yōu)劣對整車的質(zhì)量起著決定性的作用引。在汽車工業(yè)中，電阻點(diǎn)焊主要應(yīng)用在車身底板、側(cè)圍、車架、車項(xiàng)、車門以及車身總成等部分的焊接裝配中。例如美國通用汽車公司車身底部、側(cè)身、車項(xiàng)及龍門系統(tǒng)的焊接，日本三菱汽車公司車身底板、側(cè)圍及車身總成的焊接，德國福特汽車公司車身底板、側(cè)圍、車門及翼板的焊接等【12袁少波，童彥剛．點(diǎn)焊技術(shù)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用[J]電焊機(jī)，2005，(02)】。鋁合金點(diǎn)焊時(shí)，應(yīng)根據(jù)鋁合金材料牌號及焊件厚度選用點(diǎn)焊機(jī)。與電弧焊相比，電阻焊具有殘余應(yīng)力低、焊接變形小、焊接速度快、操作簡便易掌握、產(chǎn)生的飛濺、煙塵及氣體少等優(yōu)點(diǎn)。但由于鋁合金上述的焊接特點(diǎn)使得其焊接工藝規(guī)范的選擇較困難。因此，鋁及鋁合金材料的焊接具有其特殊性，由于存在著氧化膜、接觸電阻以及電極損耗等隨機(jī)性對焊點(diǎn)質(zhì)量的影響因素，所以在鋁合金的點(diǎn)焊過程中容易產(chǎn)生飛濺、虛焊、脫焊等缺陷，使焊接工藝及設(shè)備的控制精度高、難度大。在實(shí)際操作過程中，即使有經(jīng)驗(yàn)的師傅嚴(yán)格按照工藝規(guī)程操作，點(diǎn)焊缺陷有時(shí)也難以避免。目前，電阻焊機(jī)大量使用交流50Hz的單相交流電源，其容量大、功率因數(shù)低。發(fā)展三相低頻電阻焊機(jī)、三相次級整流焊機(jī)(已在普通型點(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)、凸焊機(jī)中應(yīng)用)和IGBT逆變電阻焊機(jī)，可以解決電網(wǎng)不平衡和提高功率因數(shù)的問題。同時(shí)還可進(jìn)一步節(jié)約電能，利于實(shí)現(xiàn)參數(shù)的微機(jī)控制，可更好地適用于焊接鋁合金、不銹鋼及其他難焊金屬的焊接。另外，還可進(jìn)一步減輕設(shè)備質(zhì)量。汽車車身焊裝線上的電阻點(diǎn)焊設(shè)備主要有以下幾類【孫丹丹，李文東．車身是鋁合金的點(diǎn)焊焊接過程[J]山東內(nèi)燃機(jī)，2005，(01)】：a．懸掛式點(diǎn)焊機(jī)。目前車身焊裝生產(chǎn)線上的主要設(shè)備。一個(gè)車身焊裝車間一．般有200300臺懸掛式點(diǎn)焊機(jī)，用于車身的各個(gè)部位的裝配點(diǎn)焊，特別焊接位置復(fù)雜多變的部件。b．點(diǎn)焊機(jī)器人。為了適應(yīng)現(xiàn)代汽車產(chǎn)品多樣化生產(chǎn)的需要，提高車身焊裝生產(chǎn)線的自動化程度，減輕操作者的勞動強(qiáng)度，提高工作效率，保證焊接質(zhì)量，在現(xiàn)代化的車身焊接生產(chǎn)線上，采用點(diǎn)焊機(jī)器人代替笨重的懸掛式點(diǎn)焊機(jī)，以解放人的單調(diào)、重復(fù)、長時(shí)間的強(qiáng)體力勞動。比如法國雷諾汽車公司與日本日產(chǎn)汽車公司都采用了全機(jī)器人的駕駛室焊裝線。駕駛室的裝配、涂膠、點(diǎn)焊全部由機(jī)器人完成。c．多點(diǎn)焊機(jī)。其目的是為了提高生產(chǎn)效率，減小焊接變形。在車身焊裝生產(chǎn)線上，車身底板的點(diǎn)焊裝配多采用多點(diǎn)焊機(jī)，例如德國的奧迪BMW的車身底板自動化焊裝線。點(diǎn)焊機(jī)器人和多點(diǎn)焊機(jī)在白車身生產(chǎn)線上所占的比例體現(xiàn)了該生產(chǎn)線的自動化程度。例如，上海大眾“帕薩特車身焊裝線上，共采用294臺懸掛式點(diǎn)焊機(jī)，6l臺點(diǎn)焊機(jī)器人；而德國大眾“帕薩特車身焊裝線上，在總共有3594個(gè)電阻焊焊點(diǎn)中，僅有40點(diǎn)是通過手工焊接的，其余都是通過機(jī)器人或多點(diǎn)焊機(jī)焊接的。d．現(xiàn)代點(diǎn)焊機(jī)器人。通常由機(jī)器人本體操作機(jī)、點(diǎn)焊鉗、控制器等幾部分組成?，F(xiàn)代點(diǎn)焊機(jī)器人采用逆變一體式點(diǎn)焊鉗，大大降低了機(jī)器人體積和質(zhì)量，具有控制精度高、響應(yīng)速度快、節(jié)能、焊接工藝性能好等顯著優(yōu)點(diǎn)。近年來出現(xiàn)了伺服式點(diǎn)焊鉗(槍)，采用新型電極馭動機(jī)構(gòu)作伺服馬達(dá)進(jìn)行位置反饋。當(dāng)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)，機(jī)器人控制伺服鉗作為其輔助軸之一，實(shí)現(xiàn)電極加壓軟接觸和電極壓力實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，在與焊接電流最佳配合后，消除飛濺，顯著提高了點(diǎn)焊質(zhì)量。這種MOTOMAN點(diǎn)焊機(jī)器人已在日本、美國和歐洲獲得應(yīng)用。而柔性化機(jī)器人或柔性化機(jī)器人焊接系統(tǒng)采用多種焊鉗的自動快速更換技術(shù)，以適應(yīng)焊裝線的少批量多品種生產(chǎn)。為集中管理和控制焊接質(zhì)量，設(shè)計(jì)了自動化的焊接質(zhì)量和產(chǎn)量控制系統(tǒng)，如機(jī)器人二維激光視覺系統(tǒng)、數(shù)字?jǐn)z像控制系統(tǒng)、射線質(zhì)量檢測系統(tǒng)等。而借助于CAE，CAM獲取焊件構(gòu)造、焊接條件和機(jī)器人機(jī)構(gòu)等信息的新型離線示教機(jī)器人取代原再現(xiàn)式點(diǎn)焊機(jī)器人系統(tǒng)，來選定焊鉗、配置機(jī)器人進(jìn)行離線示教，示教時(shí)間短，焊接質(zhì)量更穩(wěn)定。點(diǎn)焊機(jī)器人在國外汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，如美國通用汽車公司車身底部、側(cè)部、車頂及車架龍門系統(tǒng)的焊接，同本三菱汽車公司底板、側(cè)圍及車身總成的焊接，德國福特汽車公司底板、側(cè)圍、車門及翼板的焊接，機(jī)器人焊點(diǎn)占焊點(diǎn)總數(shù)的80％39。90％。近年來，國外許多汽車生產(chǎn)企業(yè)已將中頻點(diǎn)焊機(jī)器人和伺服點(diǎn)焊機(jī)器人應(yīng)用于轎車白車身裝焊線。尤其在歐洲，中頻點(diǎn)焊機(jī)器人使用量已占4096，并擴(kuò)大到鋁合金轎車車身的點(diǎn)焊作業(yè)【恒新，陳海英．鋁合金車身的點(diǎn)焊工藝[J]電焊機(jī)，2006，(02)】。汽車制造的批量化、高效率和對產(chǎn)品質(zhì)量一致性的要求，使機(jī)器人在汽車焊接生產(chǎn)中獲得了大量應(yīng)用。我國的汽車制造業(yè)也緊跟發(fā)展的步伐，據(jù)2001年的統(tǒng)計(jì)，全國共有各類焊接機(jī)器人1040臺，而汽車制造和汽車零部件生產(chǎn)企業(yè)中的焊接機(jī)器人占全部焊接機(jī)器人的76％，成為工業(yè)機(jī)器人的最主要用戶。東風(fēng)商用車車身廠第六焊裝車間總裝線采用了6臺點(diǎn)焊機(jī)器人，3臺自動焊機(jī)。一汽車身廠十萬輛新品駕駛室主焊線采用了2l臺點(diǎn)焊機(jī)器人，點(diǎn)焊自動化率達(dá)95％。東風(fēng)車身廠六萬輛新品駕駛室總裝線采用了10臺點(diǎn)焊機(jī)器人，1臺自動焊機(jī)，但是點(diǎn)焊自動化率仍不足60％。而且在國內(nèi)，點(diǎn)焊機(jī)器人上所配備的焊鉗均為氣動焊鉗，焊接時(shí)沖擊力較大。還有由于工件的重復(fù)精度較差，電極處于凸緣邊緣時(shí)，焊鉗易滑出，嚴(yán)重時(shí)會損壞被焊工件。另外，電極磨損量的監(jiān)控反饋精度較差，影響焊接質(zhì)量。在國外，機(jī)器人用焊鉗已逐步采用伺服焊鉗，焊接時(shí)沖擊小，并能實(shí)現(xiàn)精確控制，提高焊接質(zhì)量、電阻點(diǎn)焊作為焊接學(xué)科的一個(gè)分支，是各工業(yè)部門廣泛應(yīng)用的加工、裝配方法。由于電阻點(diǎn)焊在焊接過程中能量集中、變形小、生產(chǎn)率較高，特別適用于焊接薄壁零件，因此在航空航天制造工程、汽車、電子等工業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。特別是隨著點(diǎn)焊工藝在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用，點(diǎn)焊的質(zhì)量問題越來越多地受到關(guān)注。在轎車車身制造過程中，焊接接頭質(zhì)量的好壞，不僅直接決定了車身焊接裝配過程的制造偏差，同時(shí)也決定了轎